專利名稱：一種緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬材料鍍錫裝置，尤其是指一種補(bǔ)充錫離子的電鍍錫生產(chǎn)線 中緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)上酸性鍍錫液主要包括氟硼酸、苯磺酸鹽、鹵化氫和甲基磺酸鹽或是這 些酸的混合物。目前應(yīng)用最多的是弗洛斯坦鍍錫的方法(簡稱PSA)，早期的PSA型鍍 錫溶液采用可溶性的錫陽極進(jìn)行電解，用的錫為陽極的弗洛斯坦的電鍍錫線，最大的問 題是鍍液過剩的排出。使用錫陽極之所以產(chǎn)生過剩鍍液，是因為陰極電流效率比陽極電 流效率低，并且陽極浸入溶液中沒有通電就發(fā)生錫的化學(xué)溶解，加之在鋼板上析出的金 屬錫的化學(xué)溶解等，致使補(bǔ)充給鍍液的錫離子量多于要求沉積到鋼板上的錫離子量，因 此，在實(shí)際操作中溶液的錫離子濃度逐漸上升。為了維持濃度的平衡必須進(jìn)行稀釋，但 又使溶液量增加而引起槽液外溢，最近公開了一些措施將一部分陽極從錫陽極改用不溶 性陽極，能減輕過剩鍍液的發(fā)生。在實(shí)際生產(chǎn)中還有另一個問題，被加工帶鋼的表面有鐵的化學(xué)溶解，如果減少 鍍液的排出，在鍍液中將產(chǎn)生鐵離子積蓄，因此僅使用一部分不溶性陽極生產(chǎn)時仍不能 達(dá)到溶液的封閉化。而且，使用一部分不溶性陽極的操作從本質(zhì)上講還是錫陽極操作， 因為使用錫陽極時所產(chǎn)生的各種弊端依然存在。例如在進(jìn)行錫陽極鑄造、陽極交換、 陽極位置調(diào)整作業(yè)等存在的勞動強(qiáng)度大、縮短極間距離難度大以及板寬方向鍍層分布不 均勻等問題。為了從根本上解決問題，PSA鍍錫溶液停止使用錫陽極、全部使用不溶性陽 極，而不溶性陽極則需從外部向溶液中補(bǔ)充錫離子。目前給鍍錫溶液從外部補(bǔ)充錫離子 的方法中有日本專利JP2007162086-A，其是在鍍錫溶液中通入一定的氧氣，在通氧過程 中Sn2+在氧氣存在的條件下，容易氧化為Sn4+產(chǎn)生錫泥，增加了錫的消耗，由于該方法 使用的設(shè)備小型，受到使用者青睞。然而，又產(chǎn)生一個問題由于在電鍍的過程中，錫離子沉積析出而消耗，因此 要定時地補(bǔ)充鍍錫溶液的錫離子，通常利用儲存槽對溶液進(jìn)行循環(huán)補(bǔ)充，但在溶液的儲 存中由于鍍液中Sn2+( 二價錫)被氧化成Sn4+(四價錫)，Sn4+水解后生成偏錫酸。轉(zhuǎn)換 的過程為Sn2+ — Sn4+ — 5SnO2.H2O ( α -錫酸)—(SnO2 H2O) 5 ( β -錫酸)。Sn4+水解生成的α-錫酸(SnO2H2O)是熱力學(xué)亞穩(wěn)定相，有向β _錫酸(SnO2. Η20)5轉(zhuǎn)變的強(qiáng)烈趨勢，且錫酸根具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，不溶于酸，呈膠體狀分散在 鍍液中使其混濁，與Sn4+復(fù)合反應(yīng)形成黃色沉淀，稱之為錫泥。錫泥的產(chǎn)生不但使 錫損失而且影響鍍層的質(zhì)量，通常情況下對于鍍錫溶液中錫泥的去除是按照日本專利 JP2007162086-A中提到的，用過濾的方式來去除掉產(chǎn)生的錫泥，但是此方法只能除去溶 液中的錫泥，仍然會導(dǎo)致錫的損失，不能從根本上控制和緩解錫泥的產(chǎn)生。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種緩解鍍錫液中錫 泥產(chǎn)生的裝置，其使用安全、成本低、適合用在鋼板鍍錫生產(chǎn)線的大量電解液處理中。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置，其特征在于包括錫粒儲藏器，內(nèi)裝錫粒，底部置有錫粒出口，輸出錫粒；溶錫器，是充氧溶錫設(shè)備，其上部置有錫粒進(jìn)口并與所述錫粒儲藏器的錫粒出 口連接，進(jìn)入錫粒；其下部置有錫溶液出口，輸出補(bǔ)充錫溶液；儲存與電解槽，其置有錫溶液進(jìn)口并通過一控制閥及管線與所述溶錫器的錫溶 液出口連接，槽內(nèi)置有陰極及陽極，陰極極板面積大于陽極極板面積，陰極及陽極與置 于槽外的電源連接，在該槽的低端設(shè)置補(bǔ)充錫溶液出口，在該槽的補(bǔ)充錫溶液出口上部 的高端設(shè)有循環(huán)液進(jìn)口；電鍍槽，在該槽低端設(shè)置補(bǔ)充錫溶液進(jìn)口并通過低端循環(huán)泵和管線與所述儲存 與電解槽的補(bǔ)充錫溶液出口連接，在該槽的補(bǔ)充錫溶液進(jìn)口上部的高端設(shè)有循環(huán)液出口 并通過高端循環(huán)泵及管線與所述儲存與電解槽的循環(huán)液進(jìn)口連接，形成補(bǔ)充錫溶液的循 環(huán)系統(tǒng)。所述陰極極板面積大于陽極極板面積滿足以下關(guān)系式陰極極板面積/陽極極板面積=5/1 10/1。所述控制閥及其兩端連接溶錫器以及連接儲存與電解槽的管線的外表面涂有樹 月旨層。所述陰極與陽極的極板是錫粒極板，采用鈦籃或者無紡布做成扁長方形容器并 內(nèi)裝錫粒制成。本實(shí)用新型的有益效果本裝置適用于PSA鍍錫并有補(bǔ)錫系統(tǒng)的生產(chǎn)線電解液處理中，采用本裝置的微 電流電解錫粒，能夠緩解、減少儲存槽中的鍍錫溶液產(chǎn)生錫泥，有助于提高鍍錫鋼板質(zhì) 量及降低生產(chǎn)成本。為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對本 實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例的附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型的緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置適用于PSA鍍錫并有補(bǔ)錫系統(tǒng)的生 產(chǎn)線電解液處理中，參見圖1，本實(shí)用新型的緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置結(jié)構(gòu)如下。錫粒儲藏器1，內(nèi)裝錫粒，底部置有錫粒出口。溶錫器2，采用現(xiàn)有的充氧法溶錫設(shè)備，其上部置有錫粒進(jìn)口并與所述錫粒儲藏器1的錫粒出口連接，錫粒進(jìn)入溶錫器2中通過充氧被溶解成需要的補(bǔ)充錫溶液，其下部 置有錫溶液出口，輸出補(bǔ)充錫溶液。儲存與電解槽4，是儲存來自所述溶錫器2的補(bǔ)充錫溶液并進(jìn)行電解的容器，其 置有錫溶液進(jìn)口并通過控制閥3及管線與所述溶錫器2的錫溶液出口連接，槽內(nèi)置有陰極 5及陽極6，陰極5的極板面積大于陽極6的極板面積。陰極5及陽極6與置于儲存與電 解槽4外面的電源7連接，電流量可由電流表監(jiān)視，電流密度為0.04 0.1 A/dm2，槽內(nèi) 溫度為45°C。所述控制閥3及其兩端連接溶錫器2以及連接儲存與電解槽4的管線31、 32的外表面涂有樹脂層，避免接觸氧氣。儲存與電解槽4的補(bǔ)充錫溶液出口置于該槽的 低端，在該槽的補(bǔ)充錫溶液出口上部的高端設(shè)有循環(huán)液進(jìn)口。上述陰極5與陽極6的極 板制作是采用鈦籃或者無紡布做成扁長方形容器并內(nèi)裝錫粒，置于鍍液中并使電流良好 通過，便形成為錫粒極板。電鍍槽9，是生產(chǎn)線中存放電鍍液的容器，其在該電鍍槽低端設(shè)置補(bǔ)充錫溶液進(jìn) 口，補(bǔ)充錫溶液進(jìn)口通過低端循環(huán)泵8和管線與所述儲存與電解槽4的補(bǔ)充錫溶液出口連 接，在該槽的補(bǔ)充錫溶液進(jìn)口上部的高端設(shè)有循環(huán)液出口，循環(huán)液出口通過高端循環(huán)泵 10及管線與所述儲存與電解槽4的循環(huán)液進(jìn)口連接，形成補(bǔ)充錫溶液的循環(huán)系統(tǒng)。PSA鍍錫法采用的酸性鍍錫液主要包括符合國家標(biāo)準(zhǔn)的氟硼酸、苯磺酸鹽、鹵 化氫和甲基磺酸鹽或是這些酸的混合物。上述儲存與電解槽4中，為了產(chǎn)生較小的電流密度，因此采用的陰極極板面積 相對于陽極極板面積要較大，兩者滿足以下關(guān)系式陰極極板面積/陽極極板面積= 5/1 10/1，在陰極極板面積相對于陽極極板面積足夠大的條件下，電解的過程中陽極 進(jìn)行錫離子的溶解過程，增加錫離子的含量起到少許補(bǔ)充錫的作用，而陰極進(jìn)行的是析 氫的過程，氫氣在溶液中的存在有效的抑制了氧氣對Sn2+的氧化過程，這樣通過微小的 電流密度進(jìn)行微電解的方式阻止二價錫轉(zhuǎn)換為四價錫，緩解錫泥生成，降低鍍錫溶液因 為儲存和循環(huán)的過程中錫泥的產(chǎn)生。由于上述儲存與電解槽4與電鍍槽9在鍍錫過程中是循環(huán)的，因此儲存與電解槽 4中的微電解過程需要持續(xù)進(jìn)行電解，才能更好的緩解錫泥的產(chǎn)生，在電鍍槽中通過在 線或者化學(xué)分析的方法對二價錫進(jìn)行分析，通過循環(huán)裝置連接電鍍槽和儲存槽使二價錫 的含量在指標(biāo)范圍內(nèi)。在電鍍過程中，儲存與電解槽4的補(bǔ)充錫溶液中錫離子不足的時 候，電鍍槽9的溶液通過高端循環(huán)泵10及管線返回到儲存與電解槽4中補(bǔ)充錫。在電解 的過程中陽極可能會發(fā)生鈍化現(xiàn)象，就會影響陽極的溶解的過程，此時將陽極改變?yōu)殛?極、陰極改變?yōu)殛枠O仍然進(jìn)行微電解，使原為陽極的錫粒表面析氫，去除掉鈍化膜后， 再將陰陽極轉(zhuǎn)換過來，使裝置達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。采用本實(shí)用新型的裝置，在進(jìn)行微電流電解，經(jīng)過七天的電解實(shí)驗后得出的數(shù) 據(jù)如下表1 表1電解對產(chǎn)生錫泥的影響Sn2+(g/1) Sn4+(g/1) 錫泥含量(g)錫泥的減少率(％)
未電解溶液30.1241.890.6636
電解溶液35.4961.890.443033.36從表1可知，電解對產(chǎn)生錫泥的影響使沉淀物減少率33.36 )，S卩，由上面實(shí) 驗可以看出，經(jīng)過微電流電解的鍍錫溶液可以緩解和減少錫泥的生成。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用 新型的目的，而并非用作對本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對以 上所述實(shí)施例的變 化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置，其特征在于包括 錫粒儲藏器，內(nèi)裝錫粒，底部置有錫粒出口，輸出錫粒；溶錫器，是充氧溶錫設(shè)備，其上部置有錫粒進(jìn)口并與所述錫粒儲藏器的錫粒出口連 接，進(jìn)入錫粒；其下部置有錫溶液出口，輸出補(bǔ)充錫溶液；儲存與電解槽，其置有錫溶液進(jìn)口并通過一控制閥及管線與所述溶錫器的錫溶液出 口連接，槽內(nèi)置有陰極及陽極，陰極極板面積大于陽極極板面積，陰極及陽極與置于槽 外的電源連接，在該槽的低端設(shè)置補(bǔ)充錫溶液出口，在該槽的補(bǔ)充錫溶液出口上部的高 端設(shè)有循環(huán)液進(jìn)口；電鍍槽，在該槽低端設(shè)置補(bǔ)充錫溶液進(jìn)口并通過低端循環(huán)泵和管線與所述儲存與電 解槽的補(bǔ)充錫溶液出口連接，在該槽的補(bǔ)充錫溶液進(jìn)口上部的高端設(shè)有循環(huán)液出口并通 過高端循環(huán)泵及管線與所述儲存與電解槽的循環(huán)液進(jìn)口連接，形成補(bǔ)充錫溶液的循環(huán)系 統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置，其特征在于 所述陰極極板面積大于陽極極板面積滿足以下關(guān)系式陰極極板面積/陽極極板面積=5/1 10/1。
3.如權(quán)利要求1所述的緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置，其特征在于所述控制閥及其兩端連接溶錫器以及連接儲存與電解槽的管線的外表面涂有樹脂層。
4.如權(quán)利要求1所述的緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置，其特征在于所述陰極與陽極的極板是錫粒極板，采用鈦籃或者無紡布做成扁長方形容器并內(nèi)裝 錫粒制成。
專利摘要一種緩解鍍錫液中錫泥產(chǎn)生的裝置，屬于金屬材料鍍錫裝置，解決現(xiàn)有鍍錫裝置易產(chǎn)生錫泥導(dǎo)致錫損失及影響鍍層質(zhì)量的問題，本裝置在現(xiàn)有的溶錫器與生產(chǎn)線電鍍槽之間設(shè)置儲存與電解槽，其進(jìn)口通過控制閥連接溶錫器，其有兩個循環(huán)用的高端進(jìn)口及低端出口并分別通過循環(huán)泵及管線與電鍍槽的低端進(jìn)口及高端出口形成補(bǔ)充錫溶液的循環(huán)系統(tǒng)，儲存加電解槽內(nèi)設(shè)置大陰極板及小陽極板對錫溶液進(jìn)行微電流電解。本裝置通過錫溶液微電流電解及補(bǔ)充錫溶液的循環(huán)能夠緩解、減少儲存槽中的鍍錫溶液產(chǎn)生錫泥，有助于提高鍍錫鋼板質(zhì)量及降低生產(chǎn)成本，本裝置適用于PSA鍍錫并有補(bǔ)錫系統(tǒng)的生產(chǎn)線電解液處理設(shè)備中。
文檔編號C25D21/00GK201793799SQ201020296749
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者于曉中, 周雪榮, 孫杰, 安成強(qiáng), 李兵虎, 王嶸, 王昊, 鄧麗, 高玉強(qiáng) 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 沈陽東大金屬防護(hù)技術(shù)有限公司